ما هي الواح الطاقة الشمسية وكيف تعمل؟

ما هي الواح الطاقة الشمسية وكيف تعمل؟

هل سبق أن رأيت الواح الطاقة الشمسية المثبتة على سطح أحد المنازل تحصد الطاقة الشمسية وتحولها إلى كهرباء؟

في هذا المقال سوف نشرح كيفية عمل الواح الطاقة الشمسية ..

ما هي الواح الطاقة الشمسية وكيف تعمل؟

ما هي الواح الطاقة الشمسية وكيف تعمل؟

ما هي الطاقة الشمسية؟

هي نوع من أنواع الطاقة التي تولِّدها الشمس، ويمكن تسخير الطاقة الشمسية بشكل مباشر أو غير مباشر للاستخدام البشري، إن شمسنا عبارة عن مفاعل نووي طبيعي هائل، تطلق حزمًا صغيرة من الطاقة تُدعى الفوتونات، والتي تُسافر عبر الفضاء من الأرض إلى الشمس مسافة 93 مليون ميل في زمن قدره 8.5 دقيقة.

ففي كل ساعة تصطدم الفوتونات بكوكبنا بما يكفي لتوليد الطاقة الشمسية لتلبية احتياجات الطاقة العالمية لمدة عام كامل.

التوجه العالمي نحو مصادر الطاقة البديلة زاد من الاعتماد على الألواح الشمسية كمصدر للطاقة.

كيفية استغلال الطاقة الشمسية؟

  • يمكن تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية وحرارية من خلال ترتيب الخلايا الشمسية في مجموعات كبيرة تُسمى المصفوفات.
  • ويمكن لهذه المصفوفات، المكوَّنة من عدة آلاف من الخلايا الفردية، أن تعمل كمحطات طاقة كهربائية مركزية، وتحوِّل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية لتوزيعها على المستخدمين الصناعيين والتجاريين والسكنيين.
  • ثم يتم تركيب الخلايا الشمسية في تكوينات أصغر بكثير، والتي يشار إليها عادةً بألواح الخلايا الشمسية أو ببساطة الواح الطاقة الشمسية ، من قبل أصحاب المنازل على أسطح منازلهم لاستبدال أو زيادة إمداداتهم الكهربائية التقليدية.
  • من ثم تُستخدم الواح الطاقة الشمسية أيضًا لتوفير الطاقة الكهربائية في العديد من المواقع الأرضية البعيدة، حيث تكون مصادر الطاقة الكهربائية التقليدية إما غير متوفرة أو باهظة التكلفة للتركيب.

فنظرًا لعدم احتوائها على أجزاء متحركة قد تحتاج إلى صيانة أو أنواع وقود تتطلب تجديدًا، توفِّر الخلايا الشمسية الطاقة لمعظم التركيبات الفضائية، من أقمار الاتصالات والطقس إلى المحطات الفضائية. (الطاقة الشمسية غير كافية للمسبارات الفضائية المرسلة إلى الكواكب الخارجية للنظام الشمسي أو إلى الفضاء بين النجوم، ولكن بسبب انتشار الطاقة المشعة مع المسافة من الشمس). كما تم استخدام الخلايا الشمسية في المنتجات الاستهلاكية، مثل الألعاب الإلكترونية والآلات الحاسبة المحمولة وأجهزة الراديو المحمولة. قد تستخدم الخلايا الشمسية المستخدمة في أجهزة من هذا النوع الضوء الاصطناعي (على سبيل المثال، من المصابيح المتوهجة والفلورية)، وكذلك ضوء الشمس.

ما هي الواح الطاقة الشمسية وكيف تعمل؟

ما هي الواح الطاقة الشمسية وكيف تعمل؟

كيفية عمل الواح الطاقة الشمسية :-

تتكون الواح الطاقة الشمسية من خلايا ضوئية تحوِّل ضوء الشمس الساقط عليها إلى تيار كهربائي مستمر، وهذه الطاقة ترسل إلى بطاريات شحن يتم تخزينها.

ولكي تتم عملية التحويل، يجب أن:

تحتوي الواح الطاقة الشمسية  على مواد شبه موصِّلة (مثل السليكون، وفوسفيد الإنديوم، وسيلينايد الإنديوم النحاسي)، والتي تعمل على تحويل الطاقة الضوئية للشمس إلى طاقة كهربائية، وتحتوي بشكل أساسي على طبقة مضادة للانعكاس لتقليل فقدان الضوء، وعادةً ما تتكون الطبقة المضادة للانعكاس من أكسيد السيليكون، أو التنتالوم، أو التيتانيوم، الذي يتشكّل على سطح الخلية عن طريق الطلاء المغزلي أو تقنية الترسيب بالفراغ، ويوجد تحت الطبقة المضادة للانعكاس ثلاث طبقات رئيسية، وهي: طبقة التوصيل العليا، والطبقة الممتصة، والطبقة الخلفية.

كما تحتوي الخلية على طبقتين كهربائيتين موجبة وسالبة، طبقة التلامس الكهربائي (الموجبة)، والتي توجد على وجه الخلية، وتتكون من شريحة مأخوذة من بلورات السليكون الأحادية مضاف إليها بعض الشوائب من عنصر ثلاثي التكافؤ، مثل البورون. وطبقة الاتصال الكهربائي الخلفية (السالبة)، والتي تتكون من السليكون النقي والمضاف إليها بعض الشوائب لعنصر خماسي التكافؤ، مثل الفوسفور، وتعمل كلا الطبقتين معًا على نقل التيار الكهربائي من وإلى الخلية الشمسية.

تركيبات الطاقة الشمسية للمزارع

الخلاصة:

الواح الطاقة الشمسية ، سواء كانت مُستخدمة في محطة طاقة مركزية أو قمر صناعي أو آلة حاسبة، لها نفس البنية الأساسية.

يدخل الضوء إلى الجهاز من خلال طلاء بصري، أو طبقة مُضادة للانعكاس؛ مما يقلل من فقد الضوء عن طريق الانعكاس، ويحبس بشكل فعَّال الضوء الساقط على الخلية الشمسية من خلال تعزيز انتقاله إلى طبقات تحويل الطاقة أدناه. وعادةً ما تكون الطبقة المضادة للانعكاس عبارة عن أكسيد السيليكون أو التنتالوم أو التيتانيوم الذي يتكون على سطح الخلية عن طريق الطلاء الدوراني أو تقنية الترسيب بالتفريغ.

تكلفة الطاقة الشمسية في مصر للمصانع

تكلفة الطاقة الشمسية في مصر للمصانع

تعد الطاقة الشمسية في مصر من أنجح المشاريع في الوقت الحالي، وذلك بفضل التطور التكنولوجي الذي يحدث في مشروعات الطاقة الشمسية في مصر وهذا ما يفسر أسباب تراجع أسعار الألواح الشمسية في مصر.ومن خلال هذا المقال سوف نتعرف على تكلفة الطاقة الشمسية في مصر للمصانع.

الطاقة الشمسية في مصر

كما أوضحنا من قبل، فإن أسعار الألواح الشمسية في مصر تتراجع حاليًا بسبب التطور الاستثنائي لتكنولوجيا الطاقة الشمسية، وفيما يلي نوضح الحجم الحالي لمشروعات الطاقة الشمسية في مصر وما هو متوقع في عام 2021:

  • برز دور مشروعات الطاقة الشمسية في مصر ومحطات الطاقة الشمسية في مصر من حيث إنتاج الطاقة المطلوبة في السنوات الخمس الماضية حيث بلغ إجمالي إنتاج الكهرباء من مشروعات الطاقة الشمسية في مصر في السوق المصري 1900 ميجاوات في 5 سنوات من عام 2014 إلى نهاية عام 2019، وكذلك إجمالي إنتاج الطاقة الشمسية في مصر يعادل الكهرباء المنتجة من السد العالي مما يبرز المشاريع الضخمة التي نفذتها محطات الطاقة الشمسية في مصر في السوق المحلي.
  • تبلغ طاقات محطات الطاقة الشمسية في مصر والتي تم تنفيذها في مشروع الطاقة الشمسية المصري للقطاع السكني حوالي 2 ميجاوات ما بين 5 و 20 كيلووات لكل محطة.
  • يتراوح العائد على الاستثمار لمحطات الطاقة الشمسية في مصر بين 20-25٪.
  • من انجازات مشروع الطاقة الشمسية في مصر تنفيذ مشاريع آبار شمسية بقدرة اجمالية 50-100 ميغاواط لري الأراضي بالطاقة الشمسية ويتراوح العائد على الاستثمار لهذا النوع من محطات الطاقة الشمسية في مصر ما بين 30 -45٪.
  • في المشاريع المتوسطة الحجم التي يتم تنفيذها للمصانع والمرافق التجارية والفندقية الأخرى، يبلغ إجمالي إنتاج الطاقة الشمسية على مستوى الجمهورية حوالي 30 ميغاواط مبيناً أن العائد على الاستثمار لهذه المحطات في حدود 20- 30٪ سنويا.
  • استكملت مصر أكبر مجمع للطاقة الشمسية في العالم في بنبان بأسوان بطاقة 1465 ميجاوات باستخدام الخلايا الكهروضوئية وتشتري الحكومة الطاقة من المستثمر والعائد على الاستثمار هو 10-15٪.
  • يتم تنفيذ مشاريع الطاقة الشمسية في مصر من خلال أكثر من نظام مثل BOO (بناء وتشغيل وتملك وبيع الطاقة للحكومة) ونظام IPP الذي قام العميل بتمويل المشروع.
  • نظام EPC هو أفضل نظام للعميل حيث امتلك المشروع لمدة 25 عامًا وسيحصل على الطاقة مجانًا دون أي تكلفة. بالنسبة لنظام IPP سيدفع العميل تكلفة الطاقة الكاملة بمعدل أقل من 10٪ من سعر الطاقة الحكومي ولن تمتلك المحطة.
  • تتمتع مصر فرصة جيدة جدًا لتكون واحدة من أكبر دول المنطقة في مجال الطاقة المتجددة نظرًا لعدة عوامل أبرزها نسبة السطوع الشمسي واتساع المساحات في الصحراء وغيرها بالإضافة إلى جاذبيتها، يخدم السوق المصري خطة الدولة للتحول إلى مركز إقليمي للطاقة.
تكلفة الطاقة الشمسية في مصر للمصانع

تكلفة الطاقة الشمسية في مصر للمصانع

اسعار الواح الطاقة الشمسية فى مصر 

انخفضت أسعار الألواح الشمسية في مصر بشكل كبير في السنوات الأخيرة حيث تراوحت ما بين 0.5 دولار إلى 1 دولار للواط، وفيما يلي توزيع أكثر تفصيلاً لأسعار الألواح الشمسية في مصر:

  • تقدير أسعار الطاقة الشمسية للاستخدام المنزلي بـ 84.8 قرش للكيلو وات / ساعة.
  • ومن 200 إلى 500 كيلو وات بسعر 97.3 قرش للكيلو وات / ساعة.
  • ومن 500 كيلوواط الى 20 ميغاواط بسعر 13.6 سنتا للكيلو واط ساعة أي ما يعادل 97.3 قرشا للكيلو وات في ساعة.
  • من 20 ميغاواط الى 50 ميغا واط بسعر 14.34 سنتا للكيلو واط ساعة أي ما يعادل 102.5 قرش.

كيفية اختيار أسعار الألواح الشمسية المناسبة

تختلف أسعار الألواح الشمسية في مصر وليست ثابتة وهناك عدة عوامل وخصائص عامة تحدد أسعار الألواح الشمسية في مصر وهي:

  • تعد سعة الألواح من أهم العوامل المؤثرة على أسعار الألواح الشمسية في مصر، كما تعد قدرة الألواح الشمسية من أهم العوامل المؤثرة على أسعار الألواح الشمسية.
  • تؤثر جودة المواد أيضًا على أسعار الألواح الشمسية في مصر كمستخدم منتظم لن تتمكن من معرفة جودة المواد سواء كانت عالية الجودة أو منخفضة الجودة لذلك نؤكد لك أنه يمكنك الاعتماد على ضمان مثبت النظام الشمسي.
  • تعد كفاءة الألواح الشمسية المقاسة بالواط حيث تختلف أسعار الألواح الشمسية وفقًا لاحتياجات الطاقة المختلفة وهو من أهم العوامل التي تؤثر على أسعار الألواح الشمسية في مصر.
  • قد لا توفر الوحدات أفضل أداء لضمان الاسترداد الاقتصادي للطاقة المنتجة أو قد لا يكون هناك ضمان قوي من شركة معترف بها.
  • تعتمد أسعار الألواح الشمسية أيضًا على عدد الألواح الموجودة في العبوة إذا اشتريت نظامًا كاملاً، فكلما زاد عدد الوحدات في النظام انخفضت تكلفة النظام الشمسي بالكامل ولكن ليس من الحكمة اختيار الألواح الشمسية مقابل السعر وحده، قد لا يتطابق مع ما تختاره المنطقة للنظام الشمسي الذي تريد تثبيته أو قد لا يمتلك الطراز الشهادات اللازمة للتأهل للحصول على خصومات حكومية.
  • المتانة / طول العمر (أو فترة الضمان) والتي تعد أيضًا أحد الأشياء التي تؤثر على سعر الألواح الشمسية مرتبطة أيضًا بالرقم 3 (العلامة التجارية).
  • شهادات اختبار الألواح الشمسية.
  • العلامة التجارية وهنا يجب أن نركز على اختيار علامة تجارية مجربة ومثبتة تؤثر على أسعار الألواح الكهروضوئية
تكلفة الطاقة الشمسية في مصر للمصانع

تكلفة الطاقة الشمسية في مصر للمصانع

انواع الالواح الشمسية

  • متعدد البلورات: الألواح الشمسية متعددة الكريستالات، تتكون كل خلية من عدة بلورات سيليكون غير منتظمة الشكل وهذه الخلية عبارة عن لوحة شمسية وتتراوح كفاءتها من 15 إلى 17٪
  • أحادي البلورية: تتكون هذه الألواح من خلايا شمسية أحادية الشكل ذات شكل منتظم ونقاوة تلوث عالية، لذا فإن كفاءتها عالية من 19 إلى 21٪
  • غشاء رقيق: هي خلية تتكون من مواد عضوية وكفاءتها منخفضة نسبيًا بحد أقصى 3٪ إلى 6٪
  • تركيبات الطاقة الشمسية للمزارع

متطلبات الطاقة الشمسية الخاصة بك

عندما تبحث عن أسعار الألواح الشمسية في مصر قد تتساءل عن مقدار الطاقة الشمسية التي تحتاجها، نوضح أدناه كيفية تقدير الطلب على الطاقة الشمسية:

  • أسعار الألواح الشمسية عندما يتعلق الأمر بتكلفة الطاقة الشمسية، يتم حساب إجمالي الاستهلاك المتوقع للكيلو واط بإضافة 20٪ كنسبة خسارة.
  • في مصر تبلغ التكلفة التقديرية للألواح الشمسية لإنتاج كيلو وات حوالي 1000 دولار وتتطلب مساحة 8: 10 متر مربع على الأرض.
  • بالنسبة للمنزل الذي يحتاج إلى 5 كيلوواط من الطاقة فإن التكلفة الإجمالية للخلايا ستكون 5000 دولار، وستكون هناك حاجة إلى 50:40 مترًا مربعًا لتركيب الألواح الشمسية.
  • بشكل عام يبلغ عمر خدمة النظام حوالي 20 عامًا، باستثناء البطارية في حالة فصل النظام عن التيار الكهربائي ويتطلب القليل من الصيانة خلال هذه الفترة.
  • وفقًا لقانون الكهرباء وحماية المستهلك فإن تكلفة الطاقة الشمسية لمنزل بسيط به جميع الأجهزة المنزلية بما في ذلك الإضاءة والثلاجة والمراوح والغسالة وبعض الأحمال البسيطة الأخرى، ستكون من 200 كيلوواط إلى 350 كيلووات في الشريحة الثالثة وسعر الكيلو وات 96 قروش.
  • عند إضافة مكيف بقوة حصان ونصف، فإن الاستهلاك في الشريحة السادسة سيكون أكثر من 650 كيلو واط، وسعر الكيلو واط سيكون 118 قرشًا.

 

في حالة التخلي عن الفواتير وتركيب محطة طاقة شمسية تناسب سعتان للقطاع المنزلي:

  • الكفاءة الأولى: محطة طاقة شمسية 5 كيلو وات / ساعة ، تنتج حوالي 750 كيلو واط / شهر، وتكلفة التركيب حوالي 95000 جنيه.
  • الطاقة الثانية: محطة أكبر بقدرة 10 كيلوواط / ساعة تنتج حوالي 1،500 كيلوواط / متر مكعب بتكلفة تقريبية 140،000 جنيه. هذا يؤدي إلى دورة استرداد رأس المال من 4-5 سنوات.